- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗАПОЛНИТЕЛЯМ ДЛЯ БЕТОНА
- •1.1. Технические требования к крупным заполнителям
- •1.2. Технические требования к мелким заполнителям
- •2. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ БЕТОНА
- •2.1. Методы испытаний крупных заполнителей
- •2.1.1. Определение зернового состава
- •2.1.3. Определение дробимости
- •2.1.4. Определение истираемости в полочном барабане
- •2.1.5. Определение содержания пылевидных и глинистых частиц методом отмучивания
- •2.1.6. Определение содержания глины в комках
- •2.1.7. Определение морозостойкости
- •2.2. Методы испытаний мелких заполнителей
- •2.2.1. Определение зернового состава и модуля крупности
- •2.2.2. Определение содержания глины в комках
- •2.2.3. Определение содержания пылевидных и глинистых частиц методом отмучивания
- •2.2.4. Определение наличия органических примесей
- •3. ТРЕБОВАНИЯ К ЗАПОЛНИТЕЛЯМ ДЛЯ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ
- •Контрольные вопросы и задания
- •ПРИЛОЖЕНИЕ
- •Библиографический список
МинистерствообразованияинаукиРФ Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательное
учреждениевысшегообразования «Сибирскаягосударственнаяавтомобильно-дорожная
академия(СибАДИ)»
Кафедра«Строительныематериалыиспециальныетехнологии»
ЗАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ БЕТОНА
|
|
|
|
И |
Методические указания |
||||
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
Составитель Е.В. Гурова |
||||
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Омск • 2016
УДК 691.322
ББК 38.331.001 З-33
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О з ащите детей от и нформации, причиняющей вред их здоровью и ра звитию» данная продукция маркировке не подлежит.
Рецензентканд. техн. наук, доц. С.М. Аксенова (СибАДИ)
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве методических указаний.
З-33 Заполнители для бетона [Электронный ресурс] : методические указания / сост.
Е.В. Гурова. – Электрон. дан. − Омск : СибАДИ, 2016. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-
bin/irbis64r_plus/cgiirbis_64_ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.
ISBN 978-5-93204СибАДИ-980-8.
Содержат общие сведения о заполнителях для бетонов; технические требования
и методы физико-механических испытаний плотных заполнителей для тяжелых бетонов.
При составлении методических указаний использованы действующие норматив- но-технические документы.
Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.
Предназначены для обучающихся всех форм по направлению «Строительство» и «Строительство уникальных зданий и сооружений» при проведении лабораторной работы по дисциплинам «Стро тельные матер алы», «Дорожно-строительное материаловедение», «Материаловедение и ТКМ», «Дорожно-строительные материалы».
Текстовое (символьное) издание (600,0 КБ)
Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM ;
1 ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов Adobe Acrobat Reader ; Google Chrome
Редактор Н.И. Косенкова
Техническая подготовка − Т.И. Кукина Издание первое. Дата подписания к использованию 19.08.2016
Издательско-полиграфический центр СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПЦ СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2016
ВВЕДЕНИЕ
Заполнители – это природные или искусственные материалы, состоящие из отдельных зерен, которые в рационально составленной смеси с вяжущим веществом и водой образуют бетон. Заполнители являются важной составной частью бетона, т.к. занимают до 80 %
объема и на долю которых приходится 30−60 % его стоимости. Заполнители классифицируют по происхождению, размеру зе-
рен, плотности и назначению.
По происхождению выделяют заполнители: природные – песок, гравий, щебень; искусственные – керамзит, аглопорит, шунгизит, перлит и др.; промышленные отходы – золы, шлаки, попутные породы при горных разработках, отходы обогатительных фабрик и др.
По размерам зерен заполнители подразделяются на мелкие и крупные. Мелкий заполнитель – песок с размером зерен 0,16−5 мм.
Крупный заполнитель – с размером зерен более 5 мм – подразделяют |
|
на гравий с зернами окатанной формы и щебень – угловатый. |
|
По плотности заполнители относятсяИк плотным, если плот- |
|
ность зерен составляет свыше 2000 кг/м3 и к пористым – если плот- |
|
ность зерен – до 2000 кг/м3. |
Д |
По назначению заполнители используются для бетонов: тяже- |
формации конструкцийСипод нагрузкой), уменьшает ползучесть (т. е. пластические необратимые деформации при длительном действии нагрузки) и снижает усадку бетона, способствуя получению более долговечного материала. Введение в бетон заполнителей позволяет значительно сократить расход вяжущего, являющегося наиболее дорогим и дефицитным компонентом. В некоторых случаях заполнители придают бетонам специальные свойства (например, для получения легких бетонов используют пористые заполнители, для бетонов от радиации – особо тяжелые заполнители).
лых, легких, специальных (жаростойких, химически стойких, декора- |
|
тивных, защита от рад ац |
А |
др.). |
|
В бетонах заполн тели образуют жесткий каркас, который уве- |
|
б |
|
личивает прочность модуль упругости бетона (т. е. уменьшает де- |
Учитывая важную роль заполнителей в бетонах, они должны отвечать следующим требованиям [1, 2]:
– иметь определенный зерновой состав (соотношение зерен различного размера) для того, чтобы объем пустот между зернами
3
был минимальный, т.е. пустоты между крупными зернами были заняты более мелкими;
–поверхность зерен должна обеспечивать хорошее сцепление
ствердеющим вяжущим, т.е. по возможности быть шероховатой, и на ней не должно быть пылеватых и глинистых примесей;
–заполнитель не должен содержать примесей, отрицательно действующих на твердение вяжущего и на последующую прочность и стойкость бетона.
Втяжелых цементных бетонах в качестве крупного заполнителя используют щебень и гравий из плотных горных пород. Щебень – неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью св. 5 мм, получаемый дроблением горных пород и последующим рассе-
вом продуктов дробления. Гравий – неорганический зернистый сыпучий материал с зернами крупностью св. 5 Имм, получаемый рассевом природных гравийно-песчаных смесей.
Вкачестве мелкого заполнителя Диспользуют природный песок и песок из отсевов дробления горных пород и их смеси. Природный пе-
сок – неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм, образовавшийся в результате Аестественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке гравийно-песчаных и песчаных месторожденийб. Песок из отсевов дробления – неорганиче-вых лабораторных занятия. На первом занятии проводится определе-
ние физическихСсвойств природных каменных материалов, например, гранита в соответствии с методическими указаниями [3]; на втором – испытание крупного и мелкого заполнителей для бетона.
Цель лабораторной работы: ознакомить студентов с техническими требованиями и методами испытаний плотных заполнителей природного происхождения; дать оценку качества и пригодности заполнителей для тяжелого бетона.
Испытание заполнителей производят в соответствии с действующими стандартами [4, 5, 6, 7]. Требования к заполнителям для тяжелых бетонов изложены в разд. 3 согласно ГОСТ 26633 [8].
Защита лабораторной работы проводится на следующем занятии путем устного или письменного опроса по контрольным вопросам.
4
1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗАПОЛНИТЕЛЯМ ДЛЯ БЕТОНА
1.1. Технические требования к крупным заполнителям
Крупный заполнитель (щебень или гравий) характеризуют следующими показателями качества: зерновой состав, форма зерен, прочность, содержание зерен слабых пород, содержание пылевидных и глинистых частиц, содержание вредных примесей, морозостойкость, петрографическая характеристика и радиационногигиеническая характеристика. При подборе состава бетона учитывают также пористость, пустотность, водопоглощение и плотность.
Зерновой состав. Щебень и гравий выпускают в виде следующих основных фракций: от 5 (3) до 10 мм; св. 10 до 15 мм; св. 10 до 20 мм; св. 15 до 20 мм; св. 20 до 40 мм; св. 40 до 80 (70) мм и смеси указанных фракций.
Полные остатки на контрольных ситах при рассеве щебня и гра- |
|||||||
|
|
|
|
И |
|
|
|
вия должны соответствовать указанным в табл. 1, где d и D – наи- |
|||||||
меньшие и наибольшие номинальные размеры зерен. |
|
|
|||||
|
|
Д |
|
Таблица 1 |
|||
|
|
А |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
Диаметр отверстий контроль- |
d |
|
0,5 (d + D) |
|
D |
1,25D |
|
ных сит, мм |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
||
Полные остатки на с тах, % От 90 до |
|
От 30 до |
|
До 10 |
До 0,5 |
||
по массе |
и |
100 |
|
60 |
|
||
|
|
|
|
||||
Форма зерен. |
Форму зерен щебня и гравия характеризуют со- |
держанием зеренСпластинчатой (лещадной) и игловатой форм. Щебень в зависимости от содержания зерен пластинчатой и иг-
ловатой форм подразделяют на пять групп, которые должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 2.
Таблица 2
Группа |
щебня |
Содержание зерен пластинчатой (лещадной) |
|
и игловатой формы, % по массе |
|||
|
|
||
1 |
|
До 10 включ. |
|
2 |
|
Св. 10 до 15 |
|
3 |
|
» 15 » 25 |
|
4 |
|
» 25 » 35 |
|
5 |
|
» 35 » 50 |
5
Прочность. Прочность щебня и гравия характеризуют маркой по дробимости, соответствующей пределу прочности исходной горной породы при сжатии (раздавливании) в цилиндре.
Марки по дробимости щебня и гравия должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 3, 4, 5.
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
|||
Марка по дробимости |
|
Потеря массы при испытании щебня, % |
||||
щебня из осадочных и |
в сухом состоянии |
|
в насыщенном водой |
|||
метаморфических пород |
|
|
состоянии |
|||
|
|
|
|
|||
1200 |
|
|
До 11 включ. |
|
|
До 11 включ. |
1000 |
|
|
Св. 11 до 13 |
|
|
Св. 11 до 13 |
800 |
|
|
» 13 » 15 |
|
|
» 13 » 15 |
600 |
|
|
» 15 » 19 |
|
|
» 15 » 20 |
400 |
|
|
» 19 » 24 |
И |
» 20 » 28 |
|
|
|
|
|
|||
300 |
|
|
» 24 » 28 |
|
|
» 28 » 38 |
200 |
|
|
Д |
|
» 38 » 54 |
|
|
|
» 28 » 35 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
Марка по дробимости |
|
Потеря массы при испытании щебня, % |
||||
щебня из изверженных |
из интрузивных пород |
из эффузивных пород |
||||
пород |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
1400 |
|
|
До 12 включ. |
|
|
До 9 включ. |
|
|
|
А |
|
|
|
1200 |
|
|
Св. 12 до 16 |
|
|
Св. 9 до 11 |
1000 |
|
|
» 16 » 20 |
|
|
» 11 » 13 |
|
|
б |
|
|
|
|
800 |
|
» 20 » 25 |
|
|
» 13 » 15 |
|
600 |
|
|
» 25 » 34 |
|
|
» 15 » 20 |
С |
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|||||
Марка по дробимости |
|
Потеря массы при испытании, % |
||||
щебня из гравия и гравия |
щебня из гравия |
|
|
гравия |
||
1000 |
|
|
До 10 включ. |
|
|
До 8 включ. |
800 |
|
|
Св. 10 до 14 |
|
|
Св. 8 до 12 |
600 |
|
|
» 14 » 18 |
|
|
» 12 » 16 |
400 |
|
|
» 18 » 26 |
|
|
» 16 » 24 |
Кроме этого, щебень и гравий, предназначенные для строительства автомобильных дорог, характеризуют маркой по истираемости в полочном барабане. Марки по истираемости щебня и гравия должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 6.
6
|
|
Таблица 6 |
|
|
|
Марка по истираемости |
Потеря массы при испытании, % |
|
щебня и гравия |
щебня |
гравия |
И1 |
До 25 включ. |
До 20 включ. |
И2 |
Св. 25 до 35 |
Св. 20 до 30 |
И3 |
» 35 » 45 |
» 30 » 40 |
И4 |
» 45 » 60 |
» 40 » 50 |
Содержание зерен слабых пород. Содержание зерен слабых по-
род в щебне и гравии в зависимости от вида горной породы и марки по дробимости не должно быть более указанного в табл. 7.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|
|
|
|||||
|
Вид породы и марка по дробимости |
Содержание зерен слабых |
|||||
|
щебня и гравия |
|
|
пород, % по массе |
|||
|
|
|
|
|
Д |
|
|
Щебень из изверженных, метаморфических и |
|
|
|||||
осадочных горных пород марок: |
|
|
|
|
|||
1400, 1200, 1000 |
|
|
|
|
|
5 |
|
800, 600, 400 |
|
|
А |
И |
10 |
||
300 |
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
б |
|
|
|
|
Щебень из гравия и валунов и гравий марок: |
|
|
|||||
1000, 800, 600 |
|
|
|
|
|
10 |
|
400 |
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
и |
|
|
|
|
|
Содержание пылев дных и глинистых частиц. Содержание |
|||||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
пылевидных и глин стых част ц (размером менее 0,05 мм) в щебне и |
гравии в зависимости от в да горной породы и марки по дробимости должно соответствовать указанному в табл. 8.
|
Таблица 8 |
|
|
Вид породы и марка по дробимости |
Содержание пылевидных и |
щебня и гравия |
глинистых частиц, % по массе |
Щебень из изверженных и метаморфических |
|
пород марок: св. 800, св. 600 до 800 включ. |
1 |
Щебень из осадочных пород марок: |
|
от 600 до 1200 включ. |
2 |
200, 400 |
3 |
Щебень из гравия и валунов и гравий марок: |
|
1000, 800 |
1 |
600 |
2 |
400 |
3 |
7
Содержание глины в комках не должно быть более указанного в табл. 9.
Таблица 9
Марка по дробимости щебня и гравия |
Содержание глины в комках, |
|
% по массе |
||
|
||
Щебень из изверженных, осадочных и мета- |
|
|
морфических пород марок: |
|
|
400 и выше |
0,25 |
|
300, 200 |
0,5 |
|
Щебень из гравия и валунов, гравий марок: |
|
|
1000, 800, 600, 400 |
0,25 |
|
Морозостойкость. Морозостойкость щебня и гравия характе- |
||
|
И |
|
ризуют числом циклов замораживания и оттаивания, при котором по- |
тери в процентах по массе щебня и гравия не превышают установлен- |
|
ных значений. |
Д |
|
Допускается оценивать морозостойкость щебня и гравия ускоренным методом – по числу циклов насыщения в растворе сернокислого натрия и высушивания. При несовпадении марок морозостойкость оценивают по результатам испытания замораживанием и оттаиванием.
Щебень и гравий по морозостойкости подразделяют на следую- |
||||||||||||
щие марки: F15; F25; F50; F100;АF150; F200; F300; F400. |
|
|
|
|||||||||
Показатели морозостойкости щебня и гравия должны соответст- |
||||||||||||
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|||
вовать указанным в табл. 10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
и |
|
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Вид испытания |
|
Марка по морозостойкости щебня и гравия |
|
|||||||||
|
F15 |
|
F25 |
|
F50 |
F100 |
F150 |
F200 |
F300 |
|
F400 |
|
С |
|
|
|
|
||||||||
Замораживание – оттаи- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вание: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
число циклов |
|
15 |
|
25 |
|
50 |
100 |
150 |
200 |
300 |
|
400 |
потеря массы после ис- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пытания, %, не более |
|
10 |
|
10 |
|
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
5 |
Насыщение в растворе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сернокислого натрия – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
высушивание: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
число циклов |
|
3 |
|
5 |
|
10 |
10 |
15 |
15 |
15 |
|
15 |
потеря массы после ис- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пытания, %, не более |
|
10 |
|
10 |
|
10 |
5 |
5 |
3 |
2 |
|
1 |
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|